新疆昌吉州2021-2022学年高二上学期期末考试物理试题（Word版含答案）
文档属性
| 名称 | 新疆昌吉州2021-2022学年高二上学期期末考试物理试题（Word版含答案） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 332.7KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-01-17 16:16:44 | ||
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文档简介
2021-2022学年第一学期昌吉州期末质量检测试卷
高二年级物理
考试范围：选修3-2考试时间：90分钟；
一、单选题（每题4分共48分，1--8单选，9--12多选）
1．下列叙述符合物理学史实的是（ ）
A．物理学家法拉第发现电流可以使周围的小磁针发生偏转，称为电流磁效应
B．物理学家奥斯特发现了由磁场产生电流的条件和规律
C．物理学家库仑利用扭秤实验发现了电荷之间的相互作用规律
D．物理学家安培提出了磁场对运动电荷有作用力的观点
2．关于感应电动势的大小，下列说法中正确的是（ ）
A．磁通量越大，感应电动势越大 B．磁通量变化的越多，感应电动势越大
C．磁通量增大时，感应电动势一定增大 D．磁通量变化的越快，感应电动势越大
3．如图所示，长直导线与闭合金属线框位于同一平面内，长直导线中通以恒定电流，下列运动中，闭合金属线框中有感应电流产生的是（ ）
闭合金属线框向上平移
闭合金属线框向右平移
闭合金属线框固定不动
闭合金属线框向下平移
4．如图，圆环形导体线圈a平放在水平桌面上，在a的正上方固定一竖直螺线管b，二者轴线重合，螺线管b与电源、滑动变阻器连接成如图所示的电路。若将滑动变阻器的滑片P向下滑动，下列表述正确的是（ ）
A．线圈a中将产生沿顺时针方向（俯视）的感应电流
B．线圈a对水平桌面的压力F不变
C．穿过线圈a的磁通量减小
D．线圈a有收缩的趋势
5．如图所示，表示一交流电的电流随时间而变化的图像，此交流电的有效值是（ ）
A．5 A B．3.5 A
C．3.5 A D．5 A
6．如图1所示，矩形导线框固定在匀强磁场中，磁感线垂直于线框所在平面向里。规定垂直于线框所在平面向里为磁场的正方向；线框中沿着方向为感应电流i的正方向。要在线框中产生如图2所示的感应电流，则磁感应强度B随时间t变化的规律可能为（ ）
A．B．C． D．
7．如图所示为演示交变电流产生过程的装置图，关于这个实验，正确的说法是（ ）
A．线圈从任意位置转180°的过程，穿过线圈的磁通量变化量一定为零
B．图示线圈所处位置为中性面，线圈中无感应电流
C．图示位置ab边中的感应电流方向为a→b
D．线圈平面与磁场方向平行时，磁通量变化率为零
8．如图所示，在线圈上端放置一盛有冷水的金属杯，现接通交流电源，过了几分钟，杯内的水沸腾起来。若要缩短上述加热时间，下列措施可行的有（ ）
A．减少线圈的匝数 B．提高交流电源的频率
C．将金属杯换为瓷杯 D．取走线圈中的铁芯
9．如图所示，一个闭合线圈静止于磁场中，由于磁场强弱的变化，而使线圈中产生了感应电动势，下列说法中正确的是（ ）
A．使电荷定向移动形成电流的力是磁场力
B．磁场变化时，会在空间激发一个电场
C．从上往下看，当磁场增强时，线圈中有逆时针方向的感应电流
D．使电荷定向移动形成电流的力是电场力
10．如图所示，光滑固定导轨m、n水平放置，两根导体棒p、q平行放于导轨上，形成一个闭合回路。当一条形磁体从高处下落接近回路时（重力加速度为g）（ ）
A．p、q将互相靠拢 B．p、q将互相远离
C．磁体的加速度仍为g D．磁体的加速度小于g
11．如图所示，A、B是两个完全相同的小灯泡，L是电阻不计、自感系数很大的线圈。下列说法正确的有（ ）
A．闭合S1，再闭合S2，A灯将变暗
B．闭合S1，再闭合S2，B灯将变暗直至熄灭
C．闭合S1、S2稳定后，再断开S1，A灯将立即熄灭
D．闭合S1、S2稳定后，再断开S1，B灯先亮一下然后变暗直至熄灭
12．如图，水平放置的光滑平行金属导轨上有一质量为m的电阻不计的金属棒ab，金属棒ab与导轨垂直且接触良好，导轨的一端连接电阻R，其他电阻均不计，匀强磁场垂直于导轨平面向下，金属棒ab在一水平恒力F作用下由静止向右运动，则（ ）
A．随着ab运动速度的增大，其加速度也增大
B．外力F对ab做的功等于电路中产生的电能
C．当ab做匀速运动时，外力F做功的功率等于电路中的电功率
D．无论ab做何种运动，它克服安培力做的功一定等于电路中产生的电能
二、填空题（每空1分共10分）
13．探究感应电流方向的实验中，要用到灵敏电流计，条形磁铁，螺线管，已知若电流从正接线柱流入时，指针将偏向正接线柱的一侧，则：
（1）甲图中螺线管的感应电流的磁场方向是______（请填“向上”或“向下”）
（2）乙图中磁铁在螺线管中产生的磁场方向是______（请填“向上”或“向下”）
（3）图丙中螺线管中的磁通量正在______（请填“增大”或“减小”）
（4）图丁中螺线管的绕向为（从上往下看，按电流流经方向）______（请填“顺时针”或“逆时针”）
（5）感应电流具有这样的方向，即感应电流的磁场总要_________引起感应电流的磁通量的变化。
14．在探究“电容器、电感器对交流电的阻碍作用”实验中，某同学采用了如图所示的实验原理图，其中C为电容器，L为带铁芯的理想电感器，甲、乙、丙为完全相同的小灯泡。
(1)当电源为直流电源时，闭合开关S，稳定后能观察到甲、乙两灯的亮度_________（选填“甲亮”“乙亮”或“与甲、乙一样亮” ），而丙灯_________（选填“最亮”“不亮”或“与甲、乙一样亮” ）。
(2)当电源为交流电源时，闭合开关S，电路稳定后能观察到最亮的灯是_________。
(3)若仅提高交流电源的频率，可观察到乙灯亮度_____________，丙灯亮度_________。（均选填“变亮”“变暗”或“不变”）
解答题（共计42分）
15．（8分）如图甲所示，有一面积，匝数n=100匝的闭合线圈，电阻为 ，线圈中磁场变化规律如图乙所示，磁场方向垂直纸面向里为正方向，求：
（1）t=1s时，穿过每匝线圈的磁通量为多少？
（2）t=2s内，线圈产生的感应电动势为多少？
16．（10分）如图所示，水平U形光滑框架，宽度为1m，电阻忽略不计，导体棒ab的质量m = 0.2kg、电阻R = 0.5Ω，匀强磁场的磁感应强度B = 0.2T，方向垂直框架向上。现用F = 1N的外力由静止开始向右拉ab棒，当ab棒的速度达到2m/s时，求：
(1)ab棒产生的感应电动势的大小；
(2)ab棒所受的安培力的大小和方向；
(3)ab棒加速度的大小和方向。
17．（12分）如图所示，线圈abcd的面积是0.05 m2，共100匝，线圈电阻为1 Ω，外接电阻R=9 Ω，匀强磁场的磁感应强度为，当线圈以300 r/min的转速匀速转动时，求：
（1）转动中感应电动势的最大值和有效值；
（2）写出从图中位置开始计时的交变电流的瞬时值表达式；
（3）电路中交流电流表的示数；
（4）线圈从图示位置转过90°的过程中通过电阻R的电荷量。
18．（12分）如图（俯视图），虚线右侧有竖直向下的磁感应强度为B=0.5T的匀强磁场，边长为L=0.4m，质量为m=0.5kg的正方形导线框起初静止在光滑水平地面上．从t=0时刻起，用水平恒力F向右拉线框从图示位置开始运动，此后线框运动的v-t图像如右图所示．求：
（1）恒力F的大小；
（2）线框进入磁场过程中感应电流的大小；
（3）线框进入磁场过程中线框产生的热量．
试卷第2页，共2页
试卷第1页，共1页
参考答案
1．C
【详解】
A．物理学家奥斯特发现电流可以使周围的小磁针发生偏转，称为电流磁效应。A错误；
B．物理学家法拉第发现了由磁场产生电流的条件和规律。B错误；
C．物理学家库仑利用扭秤实验发现了电荷之间的相互作用规律。C正确；
D．物理学家洛伦兹提出了磁场对运动电荷有作用力的观点。D错误。
故选C。
2．D
【详解】
根据法拉第电磁感应定律
可知，当穿过闭合回路的磁通量变化越快，感应电动势越大；而磁通量越大，感应电动势不一定越大；磁通量变化的越多，感应电动势不一定越大；磁通量增大时，磁通量的变化率可能是恒定的，即感应电动势可能是恒定的，选项ABC错误，D正确。
故选D。
3．B
【详解】
ACD．当闭合金属线框向上平移或向下平移或固定不动时，穿过线框的磁通量保持不变，所以没有感应电流的产生，故ACD错误；
B．当闭合金属线框向右平移时磁场减弱，穿过线框的磁通量减小，有感应电流的产生，故B正确；
故选B。
【点睛】
4．D
【详解】
AC．当滑动触头P向下移动时电阻减小，由闭合电路欧姆定律可知通过线圈b的电流增大，则b产生的磁场增大，根据安培定则可知磁场的方向向下，从而判断出穿过线圈a的磁通量向下增加，根据楞次定律可以判断出线圈a中感应电流方向俯视应为逆时针，故AC错误；
B．开始时线圈a对桌面的压力等于线圈a的重力，当滑动触头向下滑动时，穿过线圈a的磁通量增加，故只有线圈面积减少或远离线圈b时才能阻碍磁通量的增加，故线圈a有远离b的趋势，故线圈a对水平桌面的压力将增大，B错误；
D．当滑动触头P向下移动时电阻减小，由闭合电路欧姆定律可知通过线圈b的电流增大，则b产生的磁场增大，根据安培定则可知磁场的方向向下，从而判断出穿过线圈a的磁通量向下增加，根据楞次定律的推广：“感应电流产生的效果总是阻碍引起感应电流的原因”，因为滑动触头向下滑动导致穿过线圈a的磁通量增加，故只有线圈面积减少或远离线圈b时才能阻碍磁通量的增加，故线圈a应有收缩的趋势，D正确。
故选D。
5．D
【详解】
交流电的有效值是根据其热效应定义的，它是从电流产生焦耳热相等的角度出发，使交流电与恒定电流等效。设交流电的有效值为I，令该交变电流通过一阻值为R的纯电阻，在一个周期内有
I2RT=I12R＋I22R
所以该交流电的有效值为
I= =5 A
故选D。
6．B
【详解】
A．图中，在0-t0时间内，磁场垂直纸面向里，且均匀增大，根据楞次定律，知感应电流的方向为ADCBA，与规定的正方向相反，感应电流为负值．故A错误；
B．图中，在0-t0时间内，磁场垂直纸面向里，且均匀减小，根据楞次定律，知感应电流的方向为ABCDA，与规定的正方向相同，根据法拉第电磁感应定律，产生的感应电动势为定值，则感应电流为定值，同理，在t0-2t0时间内，感应电流的方向为ADCBA，与规定的正方向相反，感应电流为负值，且为定值．故B正确；
C．图中，在0-t0时间内，磁场垂直纸面向里，且均匀减小，根据楞次定律，知感应电流的方向为ABCDA，与规定的正方向相同，根据法拉第电磁感应定律，产生的感应电动势为定值，则感应电流为定值，在t0-2t0时间内，磁场方向垂直纸面向外，且均匀增大，根据楞次定律，感应电流的方向仍然为ABCDA，与规定的正方向相同．故C错误；
D．图中，在0-t0时间内，磁场大小不变，不会同理，在t0-2t0时间内也不会产生感应电流．故D错误。
故选B。
7．C
【详解】
A．磁通量是标量，但有正负，若从一个面穿入为正，则从该面穿出为负，线圈从中性面位置转180°的过程，穿过线圈的磁通量变化量不为零，A错误；
B．图示位置线圈与磁场平行，磁通量为零，是中性面的垂面位置，线圈中感应电流最大，B错误；
C．由右手定则可判断图示位置ab边中的感应电流方向为a→b，C正确；
D．线圈平面与磁场方向平行时，磁通量为零，磁通量变化率最大，D错误。
故选C。
8．B
【详解】
AB．由题意可知，本题中是涡流现象的应用；即采用线圈产生的磁场使金属杯产生感应电流；从而进行加热的，则由法拉第电磁感应定律可知，增加线圈的匝数、提高交流电的频率均可以提高发热功率，则可以缩短加热时间，故A错误，B正确；
C．将杯子换作瓷杯不会产生涡流，则无法加热水，故C错误；
D．取走铁芯磁场减弱，则加热时间变长，故D错误。
故选B。
9．BD
【详解】
ABD．麦克斯韦的电磁场理论：变化的电场周围产生磁场，变化的磁场周围产生电场；所以磁场变化时，会在空间激发一个电场，因线圈处于激发的电场中，电场力使电荷定向移动，从而产生了感生电流，故A错误，BD正确；
C．根据楞次定律，假如磁场变强，则感应电流的磁场的方向向下，可行在俯视时感应电流方向为顺时针，C错误。
故选BD。
10．AD
【详解】
当一条形磁铁从高处下落接近回路时，穿过回路的磁通量增加，根据楞次定律：感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化，可知，p、q将互相靠拢，回路的面积减小一点，使穿过回路的磁场减小一点，起到阻碍原磁通量增加的作用，由于磁铁受到向上的安培力作用，所以合力小于重力，磁铁的加速度一定小于g，故AD正确，BC错误。
故选AD。
11．BCD
【详解】
A．闭合S1，再闭合S2，闭合电路总电阻将减小，干路电流增大，A灯将变亮，A错误；
B．闭合S1，再闭合S2，流过L的电流慢慢变大，稳定时B灯将被短路，所以B灯将变暗直至熄灭，B正确；
C．闭合S1、S2稳定后，再断开S1，A灯将立即熄灭，C正确；
D．闭合S1、S2稳定后，B灯熄灭，再断开S1，由于自感现象，B灯先亮一下然后变暗直至熄灭，D正确。
故选BCD。
12．CD
【详解】
A．金属棒ab所受的安培力为
速度增大，安培力增大，则加速度减小，A错误；
B．根据能量守恒知，外力F对ab做的功等于电路中产生的电能与ab的动能之和，B错误；
C．当ab匀速运动时，外力做的功全部转化为电路中的电能，则外力F做功的功率等于电路中的电功率，C正确；
D．根据功能关系知，ab克服安培力做的功等于电路中产生的电能，D正确。
故选CD。
13．向上 向下 减小 顺时针 阻碍
【详解】
(1)[1]依题意，若电流从正接线柱流入时，指针将偏向正接线柱的一侧，而甲图中电流从正接线柱流入电流计，根据安培定则，感应电流产生的磁场方向向上；
(2)[2] 图中电流从负接线柱流入电流计，根据安培定则，感应电流产生的磁场方向向下，磁铁向上运动，穿过线圈的磁通量减小，根据楞次定律则原磁场方向向下；
(3)[3]图中电流从正接线柱流入电流计，根据安培定则，感应电流的磁场方向向上，原磁场方向向上，根据楞次定律可知，磁通量减小；
(4)[4]磁铁N极向上运动，穿过线圈的磁通量减小，原磁场方向向下，根据楞次定律，感应磁场向下，而感应电流从正接线柱流入电流计，因此其方向俯视为顺时针方向。
14．甲、乙一样亮 不亮 甲 变暗 变亮
【详解】
(1)[1][2]电容器具有“通交流、阻直流，通高频、阻低频”的作用，电感线圈具有“通直流、阻交流，通低频、阻高频”的作用。当电源为直流电时，闭合开关S，直流电流无法通过电容器C，故丙灯不亮，而甲、乙两灯的亮度相同。
(2)[3]当电源为交流电源时，闭合开关S，甲灯无其他电器元件对电流有阻碍作用，故甲灯最亮。
(3)[4][5]提高交流电源的频率，电感线圈L对交流电的阻碍作用增大，电容器C对交流电的阻碍作用减弱，故乙灯变暗，丙灯变亮。
15．（1）10-3Wb； （2） 0.1V
【详解】
试题分析：（1）t=1s时B=0.1T，则；
（2）t=2s内，线圈产生的感应电动势
考点：法拉第电磁感应定律.
16．(1)0.4V；(2)0.16N，水平向左；(3)4.2m/s2，水平向右
【详解】
(1)ab棒产生的感应电动势的大小为
代入数据，得
(2)根据欧姆定律，有
根据左手定则，判断安培力方向水平向左，大小为
(3)根据牛顿第二定律，有
代入数据，得
ab棒加速度的方向与F一致为水平向右。
17．（1）50 V；35.4 V；（2）i=5sin 10πt（V）；（3） 3.54 A；（4）0.16 C
【详解】
（1）转动中感应电动势的最大值
Em=NBSω=100××0.05×2π×V=50 V
有效值
E==25 V≈35.4 V
（2）在图中位置线圈处于中性面，故交变电压的瞬时值
e=Emsin ωt
则
e=50 sin（2π×t）（V）=50 sin 10 πt（V）
交变电流的瞬时值表达式
i=5sin 10 πt（V）
（3）电流表示数
I=≈3.54 A
（4）从图示位置转过90°的过程中
又因为
所以
18．（1）2N，（2）10A，（3）0.8J
【详解】
试题分析：（1）在0-0.4s内线框在拉力F作用下，做初速度为0的匀加速度直线运动，由v-t图求出加速度，由牛顿第二定律求拉力F的大小；（2）线框匀速进入磁场，由平衡条件得，可以求出感应电流的大小；（3）线框匀速进入磁场过程中，由能量守恒定律得：，即可求解产生的热量.
（1）由v-t图可知，在0-0.4s内线框在拉力F作用下，做初速度为0的匀加速度直线运动
由v-t图得：加速度
由牛顿第二定律得：
（2）线框以速度为匀速进入磁场，由平衡条件得：
解得：
（3）线框匀速进入磁场过程中，由能量守恒定律得：
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页
高二年级物理
考试范围：选修3-2考试时间：90分钟；
一、单选题（每题4分共48分，1--8单选，9--12多选）
1．下列叙述符合物理学史实的是（ ）
A．物理学家法拉第发现电流可以使周围的小磁针发生偏转，称为电流磁效应
B．物理学家奥斯特发现了由磁场产生电流的条件和规律
C．物理学家库仑利用扭秤实验发现了电荷之间的相互作用规律
D．物理学家安培提出了磁场对运动电荷有作用力的观点
2．关于感应电动势的大小，下列说法中正确的是（ ）
A．磁通量越大，感应电动势越大 B．磁通量变化的越多，感应电动势越大
C．磁通量增大时，感应电动势一定增大 D．磁通量变化的越快，感应电动势越大
3．如图所示，长直导线与闭合金属线框位于同一平面内，长直导线中通以恒定电流，下列运动中，闭合金属线框中有感应电流产生的是（ ）
闭合金属线框向上平移
闭合金属线框向右平移
闭合金属线框固定不动
闭合金属线框向下平移
4．如图，圆环形导体线圈a平放在水平桌面上，在a的正上方固定一竖直螺线管b，二者轴线重合，螺线管b与电源、滑动变阻器连接成如图所示的电路。若将滑动变阻器的滑片P向下滑动，下列表述正确的是（ ）
A．线圈a中将产生沿顺时针方向（俯视）的感应电流
B．线圈a对水平桌面的压力F不变
C．穿过线圈a的磁通量减小
D．线圈a有收缩的趋势
5．如图所示，表示一交流电的电流随时间而变化的图像，此交流电的有效值是（ ）
A．5 A B．3.5 A
C．3.5 A D．5 A
6．如图1所示，矩形导线框固定在匀强磁场中，磁感线垂直于线框所在平面向里。规定垂直于线框所在平面向里为磁场的正方向；线框中沿着方向为感应电流i的正方向。要在线框中产生如图2所示的感应电流，则磁感应强度B随时间t变化的规律可能为（ ）
A．B．C． D．
7．如图所示为演示交变电流产生过程的装置图，关于这个实验，正确的说法是（ ）
A．线圈从任意位置转180°的过程，穿过线圈的磁通量变化量一定为零
B．图示线圈所处位置为中性面，线圈中无感应电流
C．图示位置ab边中的感应电流方向为a→b
D．线圈平面与磁场方向平行时，磁通量变化率为零
8．如图所示，在线圈上端放置一盛有冷水的金属杯，现接通交流电源，过了几分钟，杯内的水沸腾起来。若要缩短上述加热时间，下列措施可行的有（ ）
A．减少线圈的匝数 B．提高交流电源的频率
C．将金属杯换为瓷杯 D．取走线圈中的铁芯
9．如图所示，一个闭合线圈静止于磁场中，由于磁场强弱的变化，而使线圈中产生了感应电动势，下列说法中正确的是（ ）
A．使电荷定向移动形成电流的力是磁场力
B．磁场变化时，会在空间激发一个电场
C．从上往下看，当磁场增强时，线圈中有逆时针方向的感应电流
D．使电荷定向移动形成电流的力是电场力
10．如图所示，光滑固定导轨m、n水平放置，两根导体棒p、q平行放于导轨上，形成一个闭合回路。当一条形磁体从高处下落接近回路时（重力加速度为g）（ ）
A．p、q将互相靠拢 B．p、q将互相远离
C．磁体的加速度仍为g D．磁体的加速度小于g
11．如图所示，A、B是两个完全相同的小灯泡，L是电阻不计、自感系数很大的线圈。下列说法正确的有（ ）
A．闭合S1，再闭合S2，A灯将变暗
B．闭合S1，再闭合S2，B灯将变暗直至熄灭
C．闭合S1、S2稳定后，再断开S1，A灯将立即熄灭
D．闭合S1、S2稳定后，再断开S1，B灯先亮一下然后变暗直至熄灭
12．如图，水平放置的光滑平行金属导轨上有一质量为m的电阻不计的金属棒ab，金属棒ab与导轨垂直且接触良好，导轨的一端连接电阻R，其他电阻均不计，匀强磁场垂直于导轨平面向下，金属棒ab在一水平恒力F作用下由静止向右运动，则（ ）
A．随着ab运动速度的增大，其加速度也增大
B．外力F对ab做的功等于电路中产生的电能
C．当ab做匀速运动时，外力F做功的功率等于电路中的电功率
D．无论ab做何种运动，它克服安培力做的功一定等于电路中产生的电能
二、填空题（每空1分共10分）
13．探究感应电流方向的实验中，要用到灵敏电流计，条形磁铁，螺线管，已知若电流从正接线柱流入时，指针将偏向正接线柱的一侧，则：
（1）甲图中螺线管的感应电流的磁场方向是______（请填“向上”或“向下”）
（2）乙图中磁铁在螺线管中产生的磁场方向是______（请填“向上”或“向下”）
（3）图丙中螺线管中的磁通量正在______（请填“增大”或“减小”）
（4）图丁中螺线管的绕向为（从上往下看，按电流流经方向）______（请填“顺时针”或“逆时针”）
（5）感应电流具有这样的方向，即感应电流的磁场总要_________引起感应电流的磁通量的变化。
14．在探究“电容器、电感器对交流电的阻碍作用”实验中，某同学采用了如图所示的实验原理图，其中C为电容器，L为带铁芯的理想电感器，甲、乙、丙为完全相同的小灯泡。
(1)当电源为直流电源时，闭合开关S，稳定后能观察到甲、乙两灯的亮度_________（选填“甲亮”“乙亮”或“与甲、乙一样亮” ），而丙灯_________（选填“最亮”“不亮”或“与甲、乙一样亮” ）。
(2)当电源为交流电源时，闭合开关S，电路稳定后能观察到最亮的灯是_________。
(3)若仅提高交流电源的频率，可观察到乙灯亮度_____________，丙灯亮度_________。（均选填“变亮”“变暗”或“不变”）
解答题（共计42分）
15．（8分）如图甲所示，有一面积，匝数n=100匝的闭合线圈，电阻为 ，线圈中磁场变化规律如图乙所示，磁场方向垂直纸面向里为正方向，求：
（1）t=1s时，穿过每匝线圈的磁通量为多少？
（2）t=2s内，线圈产生的感应电动势为多少？
16．（10分）如图所示，水平U形光滑框架，宽度为1m，电阻忽略不计，导体棒ab的质量m = 0.2kg、电阻R = 0.5Ω，匀强磁场的磁感应强度B = 0.2T，方向垂直框架向上。现用F = 1N的外力由静止开始向右拉ab棒，当ab棒的速度达到2m/s时，求：
(1)ab棒产生的感应电动势的大小；
(2)ab棒所受的安培力的大小和方向；
(3)ab棒加速度的大小和方向。
17．（12分）如图所示，线圈abcd的面积是0.05 m2，共100匝，线圈电阻为1 Ω，外接电阻R=9 Ω，匀强磁场的磁感应强度为，当线圈以300 r/min的转速匀速转动时，求：
（1）转动中感应电动势的最大值和有效值；
（2）写出从图中位置开始计时的交变电流的瞬时值表达式；
（3）电路中交流电流表的示数；
（4）线圈从图示位置转过90°的过程中通过电阻R的电荷量。
18．（12分）如图（俯视图），虚线右侧有竖直向下的磁感应强度为B=0.5T的匀强磁场，边长为L=0.4m，质量为m=0.5kg的正方形导线框起初静止在光滑水平地面上．从t=0时刻起，用水平恒力F向右拉线框从图示位置开始运动，此后线框运动的v-t图像如右图所示．求：
（1）恒力F的大小；
（2）线框进入磁场过程中感应电流的大小；
（3）线框进入磁场过程中线框产生的热量．
试卷第2页，共2页
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参考答案
1．C
【详解】
A．物理学家奥斯特发现电流可以使周围的小磁针发生偏转，称为电流磁效应。A错误；
B．物理学家法拉第发现了由磁场产生电流的条件和规律。B错误；
C．物理学家库仑利用扭秤实验发现了电荷之间的相互作用规律。C正确；
D．物理学家洛伦兹提出了磁场对运动电荷有作用力的观点。D错误。
故选C。
2．D
【详解】
根据法拉第电磁感应定律
可知，当穿过闭合回路的磁通量变化越快，感应电动势越大；而磁通量越大，感应电动势不一定越大；磁通量变化的越多，感应电动势不一定越大；磁通量增大时，磁通量的变化率可能是恒定的，即感应电动势可能是恒定的，选项ABC错误，D正确。
故选D。
3．B
【详解】
ACD．当闭合金属线框向上平移或向下平移或固定不动时，穿过线框的磁通量保持不变，所以没有感应电流的产生，故ACD错误；
B．当闭合金属线框向右平移时磁场减弱，穿过线框的磁通量减小，有感应电流的产生，故B正确；
故选B。
【点睛】
4．D
【详解】
AC．当滑动触头P向下移动时电阻减小，由闭合电路欧姆定律可知通过线圈b的电流增大，则b产生的磁场增大，根据安培定则可知磁场的方向向下，从而判断出穿过线圈a的磁通量向下增加，根据楞次定律可以判断出线圈a中感应电流方向俯视应为逆时针，故AC错误；
B．开始时线圈a对桌面的压力等于线圈a的重力，当滑动触头向下滑动时，穿过线圈a的磁通量增加，故只有线圈面积减少或远离线圈b时才能阻碍磁通量的增加，故线圈a有远离b的趋势，故线圈a对水平桌面的压力将增大，B错误；
D．当滑动触头P向下移动时电阻减小，由闭合电路欧姆定律可知通过线圈b的电流增大，则b产生的磁场增大，根据安培定则可知磁场的方向向下，从而判断出穿过线圈a的磁通量向下增加，根据楞次定律的推广：“感应电流产生的效果总是阻碍引起感应电流的原因”，因为滑动触头向下滑动导致穿过线圈a的磁通量增加，故只有线圈面积减少或远离线圈b时才能阻碍磁通量的增加，故线圈a应有收缩的趋势，D正确。
故选D。
5．D
【详解】
交流电的有效值是根据其热效应定义的，它是从电流产生焦耳热相等的角度出发，使交流电与恒定电流等效。设交流电的有效值为I，令该交变电流通过一阻值为R的纯电阻，在一个周期内有
I2RT=I12R＋I22R
所以该交流电的有效值为
I= =5 A
故选D。
6．B
【详解】
A．图中，在0-t0时间内，磁场垂直纸面向里，且均匀增大，根据楞次定律，知感应电流的方向为ADCBA，与规定的正方向相反，感应电流为负值．故A错误；
B．图中，在0-t0时间内，磁场垂直纸面向里，且均匀减小，根据楞次定律，知感应电流的方向为ABCDA，与规定的正方向相同，根据法拉第电磁感应定律，产生的感应电动势为定值，则感应电流为定值，同理，在t0-2t0时间内，感应电流的方向为ADCBA，与规定的正方向相反，感应电流为负值，且为定值．故B正确；
C．图中，在0-t0时间内，磁场垂直纸面向里，且均匀减小，根据楞次定律，知感应电流的方向为ABCDA，与规定的正方向相同，根据法拉第电磁感应定律，产生的感应电动势为定值，则感应电流为定值，在t0-2t0时间内，磁场方向垂直纸面向外，且均匀增大，根据楞次定律，感应电流的方向仍然为ABCDA，与规定的正方向相同．故C错误；
D．图中，在0-t0时间内，磁场大小不变，不会同理，在t0-2t0时间内也不会产生感应电流．故D错误。
故选B。
7．C
【详解】
A．磁通量是标量，但有正负，若从一个面穿入为正，则从该面穿出为负，线圈从中性面位置转180°的过程，穿过线圈的磁通量变化量不为零，A错误；
B．图示位置线圈与磁场平行，磁通量为零，是中性面的垂面位置，线圈中感应电流最大，B错误；
C．由右手定则可判断图示位置ab边中的感应电流方向为a→b，C正确；
D．线圈平面与磁场方向平行时，磁通量为零，磁通量变化率最大，D错误。
故选C。
8．B
【详解】
AB．由题意可知，本题中是涡流现象的应用；即采用线圈产生的磁场使金属杯产生感应电流；从而进行加热的，则由法拉第电磁感应定律可知，增加线圈的匝数、提高交流电的频率均可以提高发热功率，则可以缩短加热时间，故A错误，B正确；
C．将杯子换作瓷杯不会产生涡流，则无法加热水，故C错误；
D．取走铁芯磁场减弱，则加热时间变长，故D错误。
故选B。
9．BD
【详解】
ABD．麦克斯韦的电磁场理论：变化的电场周围产生磁场，变化的磁场周围产生电场；所以磁场变化时，会在空间激发一个电场，因线圈处于激发的电场中，电场力使电荷定向移动，从而产生了感生电流，故A错误，BD正确；
C．根据楞次定律，假如磁场变强，则感应电流的磁场的方向向下，可行在俯视时感应电流方向为顺时针，C错误。
故选BD。
10．AD
【详解】
当一条形磁铁从高处下落接近回路时，穿过回路的磁通量增加，根据楞次定律：感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化，可知，p、q将互相靠拢，回路的面积减小一点，使穿过回路的磁场减小一点，起到阻碍原磁通量增加的作用，由于磁铁受到向上的安培力作用，所以合力小于重力，磁铁的加速度一定小于g，故AD正确，BC错误。
故选AD。
11．BCD
【详解】
A．闭合S1，再闭合S2，闭合电路总电阻将减小，干路电流增大，A灯将变亮，A错误；
B．闭合S1，再闭合S2，流过L的电流慢慢变大，稳定时B灯将被短路，所以B灯将变暗直至熄灭，B正确；
C．闭合S1、S2稳定后，再断开S1，A灯将立即熄灭，C正确；
D．闭合S1、S2稳定后，B灯熄灭，再断开S1，由于自感现象，B灯先亮一下然后变暗直至熄灭，D正确。
故选BCD。
12．CD
【详解】
A．金属棒ab所受的安培力为
速度增大，安培力增大，则加速度减小，A错误；
B．根据能量守恒知，外力F对ab做的功等于电路中产生的电能与ab的动能之和，B错误；
C．当ab匀速运动时，外力做的功全部转化为电路中的电能，则外力F做功的功率等于电路中的电功率，C正确；
D．根据功能关系知，ab克服安培力做的功等于电路中产生的电能，D正确。
故选CD。
13．向上 向下 减小 顺时针 阻碍
【详解】
(1)[1]依题意，若电流从正接线柱流入时，指针将偏向正接线柱的一侧，而甲图中电流从正接线柱流入电流计，根据安培定则，感应电流产生的磁场方向向上；
(2)[2] 图中电流从负接线柱流入电流计，根据安培定则，感应电流产生的磁场方向向下，磁铁向上运动，穿过线圈的磁通量减小，根据楞次定律则原磁场方向向下；
(3)[3]图中电流从正接线柱流入电流计，根据安培定则，感应电流的磁场方向向上，原磁场方向向上，根据楞次定律可知，磁通量减小；
(4)[4]磁铁N极向上运动，穿过线圈的磁通量减小，原磁场方向向下，根据楞次定律，感应磁场向下，而感应电流从正接线柱流入电流计，因此其方向俯视为顺时针方向。
14．甲、乙一样亮 不亮 甲 变暗 变亮
【详解】
(1)[1][2]电容器具有“通交流、阻直流，通高频、阻低频”的作用，电感线圈具有“通直流、阻交流，通低频、阻高频”的作用。当电源为直流电时，闭合开关S，直流电流无法通过电容器C，故丙灯不亮，而甲、乙两灯的亮度相同。
(2)[3]当电源为交流电源时，闭合开关S，甲灯无其他电器元件对电流有阻碍作用，故甲灯最亮。
(3)[4][5]提高交流电源的频率，电感线圈L对交流电的阻碍作用增大，电容器C对交流电的阻碍作用减弱，故乙灯变暗，丙灯变亮。
15．（1）10-3Wb； （2） 0.1V
【详解】
试题分析：（1）t=1s时B=0.1T，则；
（2）t=2s内，线圈产生的感应电动势
考点：法拉第电磁感应定律.
16．(1)0.4V；(2)0.16N，水平向左；(3)4.2m/s2，水平向右
【详解】
(1)ab棒产生的感应电动势的大小为
代入数据，得
(2)根据欧姆定律，有
根据左手定则，判断安培力方向水平向左，大小为
(3)根据牛顿第二定律，有
代入数据，得
ab棒加速度的方向与F一致为水平向右。
17．（1）50 V；35.4 V；（2）i=5sin 10πt（V）；（3） 3.54 A；（4）0.16 C
【详解】
（1）转动中感应电动势的最大值
Em=NBSω=100××0.05×2π×V=50 V
有效值
E==25 V≈35.4 V
（2）在图中位置线圈处于中性面，故交变电压的瞬时值
e=Emsin ωt
则
e=50 sin（2π×t）（V）=50 sin 10 πt（V）
交变电流的瞬时值表达式
i=5sin 10 πt（V）
（3）电流表示数
I=≈3.54 A
（4）从图示位置转过90°的过程中
又因为
所以
18．（1）2N，（2）10A，（3）0.8J
【详解】
试题分析：（1）在0-0.4s内线框在拉力F作用下，做初速度为0的匀加速度直线运动，由v-t图求出加速度，由牛顿第二定律求拉力F的大小；（2）线框匀速进入磁场，由平衡条件得，可以求出感应电流的大小；（3）线框匀速进入磁场过程中，由能量守恒定律得：，即可求解产生的热量.
（1）由v-t图可知，在0-0.4s内线框在拉力F作用下，做初速度为0的匀加速度直线运动
由v-t图得：加速度
由牛顿第二定律得：
（2）线框以速度为匀速进入磁场，由平衡条件得：
解得：
（3）线框匀速进入磁场过程中，由能量守恒定律得：
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